長岡を中心とした自然と人文に関わる資料を多く収蔵しています。主だった資料としては3000点の地学資料、65000点の高等植物資料、50点の完模式標本を含む約20万点に及ぶ昆虫資料、2000点を越える鳥類剥製標本を含む3000点の動物資料、国の重要文化財である「東北日本の積雪期用具」を含む民俗資料、同じく国の重要文化財である「小瀬ヶ沢」と「室谷遺跡」資料を収蔵し、有名な火焔型土器を含む縄文時代資料、長岡ゆかりの近世・近代医学資料などがあります。